Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №20/2006

НЕМНОГО ОБО ВСЕМ, ИЛИ ВСЕ О НЕМНОГОМ

 

ГЕММЫ
и спектроскопия

Гемма – это драгоценный камень, самоцвет. Геммология занимается изучением драгоценных и поделочных камней, главным образом алмаза, изумруда, рубина и сапфира. Газета «Химия» в № 3 за 2005 г. рассказывала, какие страсти развернулись вокруг цейлонских и иных сапфиров.

Известна также печальная история «Черного принца» – большого красного камня в короне английской королевы Елизаветы II, про который чуть ли не тысячу лет думали, что это рубин. Однако в начале 1950-х гг. выяснилось, что это всего-навсего полудрагоценная красная шпинель.

Название «шпинель» происходит от латинского слова «spina» – шип, терновник: по форме кристаллов, которые имеют характерные острые концы. По таким концам шпинель и распознают под микроскопом, не говоря уже об установленном химическом составе.

Драгоценные и поделочные камни – объекты изучения в геммологии
Драгоценные и поделочные камни –
объекты изучения в геммологии

Шпинель королевской короны впервые появилась в Европе, когда ее в 1367 г. отнял у какого-то мавра Педро Жестокий, или Зверь, король Кастилии. Легенда гласит, что камень ослепил герцога Алансонского в битве при Азенкуре, что спасло жизнь Генриху V, «зачинателю» войны, которая в ХIХ в. будет названа Столетней. Генрих V в свою очередь получил шпинель от Черного принца – Эдуарда, принца Уэльского, которому ее преподнес Педро.

Камень затем перешел к Тюдорам, победителям в войне Алой и Белой розы. Королева Елизавета I сделала из него кулон, который очень любила. А Карл I переделал кулон в большую сверкающую пуговицу на свой камзол.

Даже Оливер Кромвель не посмел (несмотря на острую нужду в денежных средствах) продать «Черного принца». Лорд-протектор, как себя именовал Кромвель, называл «Черного принца» камнем власти, что не уберегло шпинель от обратного «путешествия» во Францию, где им владел кардинал Мазарини. Вдова казненного Кромвелем Карла I обменяла камень на своего сына, который после смерти диктатора стал королем Карлом II. Так шпинель оказалась вновь в Англии, а затем и в королевской короне.

Но похоже, что вскоре подобным казусам будет положен конец. Известно, что драгоценные камни уникальны по своему химическому составу, который можно установить с помощью метода ультрафиолетовой спектрометрии, после чего результаты сохранить в памяти компьютера. Тот же, например, сапфир обязан своим благородным голубым цветом наличию примесных ионов железа или титана в кристаллической структуре корунда. Цвет же шпинели определяется примесью хрома.

При направлении на поверхность драгоценного камня светового пятна диаметром 10 микрон (микрометров) каждая естественная примесь проявит свой собственный уникальный спектр. Особенно хорошо видно различие в спектрах именно в ультрафиолетовом свете. При смещении светового пятна вдоль поверхности камня спектр меняется, что заносится в память компьютера. Так можно «пометить» каждый добываемый или уже известный камень.

Со временем к каждому драгоценному камню будет прилагаться сертификат с базой данных, что позволит фиксировать каждую сделку с камнями. Существование баз данных, содержащих такие файлы, поставит надежный заслон на пути подделок, а также сделает бессмысленной кражу драгоценностей – ведь при попытке продать колье или подвески королевы всегда можно будет справиться об их происхождении.

В Австралии же предложено использовать инфракрасный свет для облучения денег. Дело в том, что австралийцы пользуются пластиковыми банкнотами, благодаря чему облегчается определение фальшивок с помощью спектроскопии на основе Фурье-анализа.

Новые разработки в Технологическом университете в Сиднее помогают также обнаружить отпечатки пальцев, оставляемые на банкнотах.

Известно, что в отпечатках остаются жирные кислоты, аминокислоты и белки, выделяемые порами на коже кончиков пальцев. Следы выявляются с помощью нанесения особого порошка, а затем «снимаются» особой липкой пленкой. Но так обычно делают в случае обнаружения свежих, «невысохших» отпечатков. На поверхность же банкнот наносят слой цианакрилатного «суперклея», после чего уже применяют инфракрасную спектроскопию. Таким образом, и здесь свет помогает ученым выявить химические особенности самых разных материалов и веществ.

Материал подготовил
И.Э.Лалаянц
(New Scientist, 2005, № 2490, р. 9, 12)